Guía de Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear

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GUIA DE LABORATORIO 
 
 
 
 
 ESPECTROSCOPÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR 
 
 
 
Autora: Martha Lucia Ruiz Benitez 
 
 
 
 
Programa académico: Química y Farmacia 
 
 
 
 
 
Agosto 2020 
 
Universidad Simón Bolívar 
 
PRÁCTICA N°5 
ESPECTROSCOPÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR Fecha vigencia: 
Agosto 3/2020 
 
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1.INTRODUCCIÓN 
 
La técnica espectroscópica de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) proporciona 
informaciones relacionadas a la identificación de moléculas mediante la elucidación de 
sus estructuras moleculares, basado en las propiedades mecánico-cuánticas, magnéticas de 
los núcleos atómicos e implementación de radiofrecuencias, descrita por Isidor Isaac 
Rabi en 1938. 
La RMN presenta aplicabilidad en las áreas de química y biomedicina, debido a que esta 
técnica presenta gran interés en el campo médico, debido a su gran utilidad, siendo 
empleada como una técnica de obtención de imágenes aplicado para el diagnóstico de 
enfermedades y en química para el análisis de los núcleos que posea espín de los protones 
1H, 13C, siendo la base principal para la determinación y composición de las moléculas 
orgánicas estudiadas como, por ejemplo, compuestos sintéticos, organometálicos, 
compuestos orgánicos, biomoléculas en disolución (proteínas, péptidos, oligosacáridos), 
siendo aplicado a una amplia variedad de muestras, tanto en solución como en estado 
sólido. 
 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
 
❖ Conocer el fundamento y partes de la espectroscopía de resonancia magnética 
 
❖ Conocer la aplicabilidad de la técnica RMN en el campo biológico, químico y médico 
 
 
 
 
3. MATERIALES 
 
❖ Espectrómetro de RMN 
 
❖ Muestras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Geometría_molecular
https://es.wikipedia.org/wiki/Núcleo_atómico
https://es.wikipedia.org/wiki/Isidor_Isaac_Rabi
https://es.wikipedia.org/wiki/Isidor_Isaac_Rabi
https://es.wikipedia.org/wiki/1938
 
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4. FUNDAMENTO 
 
La RMN trabaja con las propiedades magnéticas de los núcleos de las moléculas, sus 
comportamientos, donde la espectrometría RMN de protones y la de carbono-13 son las más 
utilizadas en el área química. La técnica consiste en determinar la estructura química del 
analito obtenido de interés que por anteriores técnicas como la espectrometría de masas no 
fue en su totalidad elucidada. Sin embargo, tanto la cromatografía en general, así como la 
CL-MS, CG-MS junto con la RMN y el uso de otras técnicas espectroscópicas son de gran 
utilidad para descifrar la estructura y dinámica molecular de un compuesto a investigar. 
 
Esta técnica emplean núcleos que se comportan como pequeños imanes, de número 
cuántico de spin nuclear igual a ½ y que poseen spin nuclear distinto de cero, son sometidos 
a un campo magnético externo donde gira respecto a su eje, absorben radiación 
electromagnética en la región de las radiofrecuencias y genera un campo magnético a su 
alrededor. El spin alfa (spin α) representa un estado de menor energía y el spin beta (spin β) 
representa un estado de menor energía. Por otro lado, la detección de la resonancia 
magnética nuclear es debida a la formación de varios niveles de energía de ciertos núcleos, 
y la frecuencia exacta de esta absorción depende del entorno de estos núcleos y sus 
orientaciones al campo magnético. Posteriormente, será identificada la estructura de 
la molécula debido a donde se encuentran estos núcleos, donde “Cada núcleo tiene su 
frecuencia de resonancia característica, que depende de su constante giromagnética y del 
campo magnético aplicado”. Dentro de los núcleos más tenidos en cuenta para la técnica 
están: 1H, 13C, 31P, 19F y 15N, siendo el 1H-RMN la espectroscopia más empleada, seguido del 
13C-RMN, pero este núcleo es poco abundante y poco sensible. 
 
El equipo de RMN está compuesto por las siguientes partes (figura 1): 
 
• Un imán para la obtención del campo magnético en donde este campo puede variar 
en la frecuencia e intensidad en la resonancia de cada núcleo analizado. Dentro del 
imán se encuentra la sonda en donde es introducida la muestra 
 
• Un transmisor de radiofrecuencias (RF), encargado de la emisión de ondas 
 
• Un detector que mide la energía absorbida por la muestra 
 
• Un registrador que imprima los datos generados por el detector y un ordenador 
donde se almacena y analiza toda la información obtenida del equipo de RMN 
 
 
 
 
 
 
 
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Número_cuántico_de_espín_nuclear&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Número_cuántico_de_espín_nuclear&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magnético
https://es.wikipedia.org/wiki/Radiación_electromagnética
https://es.wikipedia.org/wiki/Radiación_electromagnética
https://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuencia
https://es.wikipedia.org/wiki/Molécula
https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrógeno-1
https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13
https://es.wikipedia.org/wiki/Nitrógeno-15
https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrógeno-1
https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13
 
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Figura 1. Componentes del equipo de RMN 
Fuente de imagen: https://www.uv.es/jcastell/Espectroscopia.pdf 
 
 
En relación con el espectro generado por el equipo RMN, la gráfica determina los diferentes 
desplazamientos químicos de los protones aproximados para los distintos tipos de 
compuestos, donde esto varía de acuerdo al ambiente químico que rodea al protón, su 
electronegatividad (desapantallamiento de los hidrógenos) y el acoplamiento entre los 
espines de protones próximos. El espectro RMN representa la señales correspondientes a los 
picos encontrados en el estudio y sigue la regla del N+1, en donde si “un protón está 
próximo a N protones equivalentes su señal tendrá N+1 pico” y de acuerdo al número 
registrado son nombrados de forma diferente: 1, singulete (s), 2, doblete (d), 3, triplete 
(t), 4, cuatriplete (c), 5, quintuplete (q), 6, sextuplete (sx) y 7 septuplete (sp); y aquellas 
señales complejas se las designa como multipletes, de forma general, su multiplicidad de 
una señal y la relación entre picos como lo representa la figura 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.uv.es/jcastell/Espectroscopia.pdf
 
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Figura 2. Interpretación de espectro de RMN 
Fuente de la imagen: https://www.quimicaorganica.org/blog-usuarios-quimica-organica/919-
resonancia-magn%C3%A9tica-nuclear-2.html 
 
 
 
 
5. BIBLIOGRAFÍA 
• Álvarez Gonzalo. Espectroscopia por Resonancia Magnética Nuclear (RMN). Instituto 
Balseiro. 
 
• Burriel, F. Química Analítica Cualitativa. Editorial Paraninfo. ISBN: 8497321405. pp 
1072, 2003 
 
• https://fisica.cab.cnea.gov.ar/galvarez/images/docencia/2018-04-18-
Materia_Espectroscopia_RMN-Parte1.pdf 
 
• https://www.uv.es/jcastell/Espectroscopia.pdf 
 
• https://www.espectrometria.com/espectrometra_de_resonancia_magntica_nuclear 
 
• https://www.quimicaorganica.org/blog-usuarios-quimica-organica/919-resonancia-
magn%C3%A9tica-nuclear-2.html 
 
• Malcolm H. Levitt: Spin Dynamics: Basics of Nuclear Magnetic Resonance (2nd 
Edition) 
https://fisica.cab.cnea.gov.ar/galvarez/images/docencia/2018-04-18-Materia_Espectroscopia_RMN-Parte1.pdf
https://fisica.cab.cnea.gov.ar/galvarez/images/docencia/2018-04-18-Materia_Espectroscopia_RMN-Parte1.pdf
https://www.espectrometria.com/espectrometra_de_resonancia_magntica_nuclear
https://www.quimicaorganica.org/blog-usuarios-quimica-organica/919-resonancia-magn%C3%A9tica-nuclear-2.html
https://www.quimicaorganica.org/blog-usuarios-quimica-organica/919-resonancia-magn%C3%A9tica-nuclear-2.html
 
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• Peter A. Rinck "Magnetic Resonance in Medicine" 5th edition. Ed. ESMRMB, 2003, 
Berlín 
 
• www.organicworldwide.net/nmr.html (en) 
 
 
 
 
PREGUNTAS 
 
 
1. ¿Qué diferencia hay entre un RMN y una espectroscopía infrarroja (IR)? 
 
2. Explique el estudio de resonancia magnética usada en el área médica, para que sirve 
y que tipo de imágenes son obtenidas. 
 
3. Explique por qué las técnicas de cromatografía y la espectrometría de masas son 
complementarias al RMN. 
 
 
 
 
http://www.organicworldwide.net/nmr.html%20(en)